http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-08 06:33:36 來源:中國科學報
近年來,伴隨著德國工業製造4.0、“中國製造2025”等國內外重大戰略的提出,自動化行業進入了全新的發展階段。
muqian,zidonghuajishuzhengzaiherengongzhinengdengxiangjiehe,tixianzhexianmingdeshidaitezheng。tongshi,guojiazirankexuejijinweiduonianlaiduizhongguozidonghuaxuekedezhichi,yejidadituidongzhewoguozidonghuayanjiudekuaisufazhan。

1946年,美國福特公司的機械工程師D.S.哈德最先提出“自動化”一詞,並用來描述發動機汽缸的自動傳送和加工的過程。
20世紀50年nian代dai末mo起qi至zhi今jin是shi綜zong合he自zi動dong化hua時shi期qi,這zhe一yi時shi期qi空kong間jian技ji術shu迅xun速su發fa展zhan,迫po切qie需xu要yao解jie決jue多duo變bian量liang係xi統tong的de最zui優you控kong製zhi問wen題ti,於yu是shi誕dan生sheng了le現xian代dai控kong製zhi理li論lun。現xian代dai控kong製zhi理li論lun的de形xing成cheng和he發fa展zhan為wei綜zong合he自zi動dong化hua奠dian定ding了le理li論lun基ji礎chu。
近年來,伴隨著德國工業製造4.0、“中國製造2025”等(deng)國(guo)內(nei)外(wai)重(zhong)大(da)戰(zhan)略(lve)的(de)提(ti)出(chu),自(zi)動(dong)化(hua)行(xing)業(ye)進(jin)入(ru)了(le)全(quan)新(xin)的(de)發(fa)展(zhan)階(jie)段(duan)。目(mu)前(qian),自(zi)動(dong)化(hua)技(ji)術(shu)正(zheng)在(zai)和(he)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)等(deng)相(xiang)結(jie)合(he),體(ti)現(xian)著(zhe)鮮(xian)明(ming)的(de)時(shi)代(dai)特(te)征(zheng)。同(tong)時(shi),國(guo)家(jia)自(zi)然(ran)科(ke)學(xue)基(ji)金(jin)委(wei)(下稱基金委)多年來對中國自動化學科的支持,也極大地推動著我國自動化研究的快速發展。
自動化和智能化推動新產業革命
自動化技術廣泛用於工業、農業、軍事、商業、醫療、服務和家庭等方麵。采用自動化技術不僅可以把人從繁重的體力勞動、部分腦力勞動以及惡劣的工作環境中解放出來,而且能擴展人的器官功能,增強人類認識世界和改造世界的能力。因此,自動化是工業、農業、國防和科學技術現代化的重要條件和顯著標誌。故此,早在1961年,我國就正式成立了中國自動化學會,此後,兩年一屆的中國自動化大會也成為自動化領域的一大盛會。
“2017中國自動化大會,共有2000多名海內外專家學者參會,接收投稿論文2200多篇,參會人數與論文數均創新高。”中國自動化學會理事長、中國工程院院士鄭南寧認為,這充分體現了我國自動化領域的活躍與發展。
山東大學校長樊麗明表示,自動化領域博大精深,在人類經濟社會發展中作用重大。自從上世紀美國科學家創立“控製論”以來,控製及自動化學科的影響力就跨越了學科疆界,成為人類文明進步和現代化的重要條件和顯著標誌,“特(te)別(bie)是(shi)近(jin)年(nian)來(lai),隨(sui)著(zhe)現(xian)代(dai)工(gong)業(ye)的(de)不(bu)斷(duan)進(jin)步(bu),人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)的(de)水(shui)平(ping)得(de)到(dao)飛(fei)速(su)發(fa)展(zhan),新(xin)一(yi)代(dai)信(xin)息(xi)技(ji)術(shu)與(yu)製(zhi)造(zao)業(ye)深(shen)度(du)融(rong)合(he),正(zheng)在(zai)引(yin)發(fa)一(yi)場(chang)深(shen)刻(ke)的(de)產(chan)業(ye)變(bian)革(ge),自(zi)動(dong)化(hua)和(he)智(zhi)能(neng)化(hua)正(zheng)是(shi)這(zhe)一(yi)產(chan)業(ye)革(ge)命(ming)的(de)最(zui)強(qiang)助(zhu)推(tui)力(li)。”
自動化技術的重要性,也可從國家自然科學基金委近年來的資助力度中窺見一二。
基ji金jin委wei信xin息xi科ke學xue部bu常chang務wu副fu主zhu任ren秦qin玉yu文wen對dui記ji者zhe表biao示shi,自zi動dong化hua是shi人ren類lei文wen明ming進jin步bu和he現xian代dai化hua的de重zhong要yao標biao誌zhi。基ji於yu國guo家jia戰zhan略lve需xu求qiu,基ji金jin委wei信xin息xi科ke學xue部bu科ke學xue合he理li地di製zhi定ding了le助zhu力li自zi動dong化hua學xue科ke發fa展zhan的de戰zhan略lve規gui劃hua,近jin五wu年nian來lai,資zi助zhu自zi動dong化hua學xue科ke的de項xiang目mu達da4000多項,經費超過30億元。相近學科也有8000多個項目獲得資助,經費達60多億元。未來,還將繼續圍繞自動化的學科特點進行布局,繼續在經費方麵進行支持。
智能自主係統成為重要發展方向
鄭南寧認為,伴隨著經濟全球化的深入發展和“中國製造2025”的推進,自動化技術如今已經進入萬物互聯、高度智能的新格局,人工智能的突飛猛進、大數據的爆炸法增長,推動了智能自動化技術的發展,掀起了新一輪科技革命和工業創新的浪潮。
眾zhong多duo專zhuan家jia也ye認ren為wei,智zhi能neng化hua和he自zi動dong化hua的de深shen度du結jie合he,已yi經jing成cheng為wei一yi個ge熱re點dian問wen題ti。中zhong國guo科ke學xue院yuan院yuan士shi包bao為wei民min就jiu表biao示shi,在zai當dang前qian信xin息xi化hua時shi代dai背bei景jing下xia,智zhi能neng自zi主zhu係xi統tong及ji應ying用yong成cheng為wei國guo家jia未wei來lai發fa展zhan的de重zhong要yao方fang向xiang,是shi我wo國guo社she會hui發fa展zhan中zhong的de重zhong大da科ke學xue技ji術shu問wen題ti,國guo家jia正zheng在zai啟qi動dong人ren工gong智zhi能neng重zhong大da計ji劃hua,將jiang迎ying來lai智zhi能neng技ji術shu發fa展zhan的de春chun天tian。
tahaiyihangtianqifazhanjulijieshao,xianjinkongzhiyibiaoshiweilaigeleifeixingqizizhufeixingdejichu,zhinengyibiaoshiweilaiguanxingyibiaodezhongyaofazhanfangxiang,tuixinghangtiankongzhiyuzhinengyibiaojishuderonghefazhan,kenenghuishixianyetaichuangxinhedianfuxingyanjin。yinci,zhinengzizhukongzhijishujiangweiweilaihangtianhuodong、武器裝備、重大儀器、智能交通、智慧城市等提供技術支撐,是控製學科發展的一個重要方向。
智能製造需重視ICPS研究
毫無疑問,人工智能技術、移動互聯技術、物聯網技術使得自動化與之融合後為傳統的製造業、流程工業等賦予了新的活力。可以想象的是,21世紀是智能製造獲得重大發展和廣泛應用的時代,智能製造將引發製造業革命,並將重新構築全球製造業的競爭格局。
中國工程院院士孫優賢指出,當前我國工業生產任務十分繁重,每年因汙染帶來的經濟損失達到GDP的6%,我國單位GDP能耗達世界均值2.5倍,勞動生產率僅為美、日、德等發達國家的八分之一。大量的事實告訴我們,我國工業生產必須找到新的發展道路。工業互聯網、工業4.0和“兩化”深度融合是解決工業生產困境的主要途徑,它們的理論和技術支撐就是信息物理融合係統(CPS)。當今,CPS在工業領域的創新應用形成了工業信息物理融合係統ICPS,它是智能製造的基礎理論和關鍵支撐。ICPS通過信息物理係統的滲透、融合,在傳感與執行、數據與網絡、控製與優化、安全與可靠、物流與商務、設計與製造等各個層麵體現出強大的威力。
孫優賢認為,工業控製係統經曆了自動化儀表控製係統(電子化)、計算機集中控製係統(數字化)、計算機分布式控製係統(數字化+網絡化)三個階段,在長達20多年的時間裏無實質性進展,發展方向相當模糊,麵臨著戰略轉移的重大抉擇。如今,隨著工業4.0、“中國製造2025”、CPS、中國人工智能2.0等規劃和理念的湧現,以精準感知、分散智能、資助協同、全局優化、主動防禦為特征的智能控製係統(數字化+網絡化+智能化)應運而生,這就是工業控製係統的高級形態。
“為推動我國信息化和工業化深度融合的新契機,塑造產業轉型升級的新動力,搶占未來先進工業生產技術製高點,ICPS的基礎理論研究和關鍵技術攻關已刻不容緩。”孫優賢最後表示。